(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211361499.X (22)申请日 2022.11.02 (71)申请人 国网江西省电力有限公司电力科 学 研究院 地址 330000 江西省南昌市青山湖区民营 科技园内民强路88号检测试验中心科 研楼(第1-1 1层) 申请人 国家电网有限公司 　华东交通大 学 (72)发明人 陈波　熊华强　苏永春　潘本仁　 高波　程思萌　陶翔　汪硕承　 刘柳　周煦光　戈田平　 (74)专利代理 机构 南昌贤达专利代理事务所 (普通合伙) 36136 专利代理师 胡友胜(51)Int.Cl. H02J 3/00(2006.01) H02J 3/24(2006.01) H02J 3/38(2006.01) G06F 17/12(2006.01) G06F 17/15(2006.01) (54)发明名称 一种基于闭环方程的VSC高频阻抗矩阵建模 方法及系统 (57)摘要 本发明公开一种基于闭环方程的VSC高频阻 抗矩阵建模方法及系统， 方法包括： 建立电压与 电流的表达式； 计算VSC模型中外部控制回路的 有功功率和无功功率， 从而 得出内部控制回路的 参考电流； 通过控制环节计算出电流控制输出信 号中的高频分量， 并计算得到VSC交流测端口输 出电压中的高频分量； 通过前端滤波器建立VSC 交流侧电压与PCC处电压电流的关系 式， 建立包 括PCC处电压与电流之间的方程； 求解上述方程 得到PCC处电压与电流之间的关系， 求解得到包 含耦合在内的阻抗矩阵。 可以得到VSC在高频下 的耦合阻抗矩阵， 此耦合阻抗矩阵可用于分析 VSC设备接入电网时潜在的高频振荡风险。 权利要求书7页 说明书11页 附图2页 CN 115473226 A 2022.12.13 CN 115473226 A 1.一种基于闭环方程的VSC高频阻抗矩阵建模方法， 其特 征在于， 包括： 步骤1、 设定PC C处的电压与电流中包 含高频分量， 建立PC C处的电压与电流的表达式； 步骤2、 根据PCC处的电压与电流计算VSC模型的外部控制回路的有功功率和无功功率， 并根据有功 功率和无功 功率计算得 出VSC模型的内部控制回路的参 考电流； 步骤3、 根据所述参考电流以及内环控制传递函数计算得到内环电流控制输出电流， 并 计算得到VSC交流侧输出电压； 步骤4、 通过前端滤波器建立所述VSC交流侧电压与PCC处的电压、 电流的关系式， 根据 所述关系式建立包 含PCC处的电压与电流之间关系的闭环方程； 步骤5、 求解所述闭环方程得到PCC处的电压与电流之间关系， 并求解得到包含耦合在 内的阻抗矩阵。 2.根据权利要求1所述的一种基于闭环方程的VSC高频阻抗矩阵建模方法， 其特征在 于， 在步骤1中， PC C处的电压与电流的表达式分别为： ， 式中， 为PCC 点电压， 为PCC点电压基频分量， 为基频角频率， 为时间， 为基 频电压角度， 为正序高频电压分量电压， 为正序高频电压分量角频率， 为正序高 频电压分量相角， 为负序高频电压分量电压， 为负序高频电压分量角频率， 为负 序高频电压分量电压相角， 为PCC点电流， 为PCC点电流基频分量， 为基频电流分量 相角， 为正序高频电流分量， 为正序高频电流分量相角， 为负序高频电流分量， 为负序高频电流分量相角； 其中， 在dq坐标 下的电压的表达式为： ， 式中， 为电网侧的d轴电压值， 为电网侧的q轴电压值； 在dq坐标 下的电流的表达式为：权　利　要　求　书 1/7 页 2 CN 115473226 A 2， 式中， 为电网侧的d轴电流 值， 为电网侧的q轴电流 值。 3.根据权利要求1所述的一种基于闭环方程的VSC高频阻抗矩阵建模方法， 其特征在 于， 在步骤2中， 根据P CC处的电压与电流计算VSC模 型的外部控制回路的有功功 率的表达式 为： ， 式中， 为电网侧的d轴电压值， 为电网侧的q轴电压值， 为电网侧的d轴电流 值， 为电网侧的q轴电流值， 为正序高频相关分量频率对基频的倍数， 为负序高频 相关分量频率对基频的倍数， 为PCC点电压基频分量， 为基频角频率， 为时间， 为 基频电压角度， 为正序高频电压分量电压， 为正序高频电压分量角频率， 为正序 高频电压分量相角， 为负序高频电压分量电压， 为负序高频电压分量角频率， 为 负序高频电压分量电压相角， 为PCC点电流基频分量， 为基频电流分量相角， 为正 序高频电流分量， 为正序高频电流分量相角， 为负序高频电流分量， 为负序高频 电流分量相角， 为正序高频电压的m倍分量电压， 为PCC点电流的n倍基频分量， 为正序高频电压的m倍分量角频率， 为正序高频电压的m倍分量相角， 为负序高频电 压的n倍分量电压角频率， 为基频电流的n 倍分量相角；权　利　要　求　书 2/7 页 3 CN 115473226 A 3